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1、第二章 機(jī)械及機(jī)械零件設(shè)計(jì)概述,第三節(jié) 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求、一般 步驟和設(shè)計(jì)計(jì)算方法,第一節(jié) 機(jī)器的組成,第二節(jié) 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求、一般程序 和方法,第一節(jié) 機(jī)器的組成,機(jī)器的組成,原動(dòng)部分：驅(qū)動(dòng)整部機(jī)器以完成預(yù)定功能的動(dòng)力源。,執(zhí)行部分：是用來完成機(jī)器預(yù)定功能的組成部分，（ 起重機(jī)中的起重吊運(yùn)機(jī)構(gòu)和挖掘機(jī)中的挖掘機(jī)構(gòu)）。,傳動(dòng)系統(tǒng)：完成從原動(dòng)機(jī)到執(zhí)行部分的運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)轉(zhuǎn)變的任務(wù)。,控制部分：用來處理機(jī)器各組成部分之間，以及與外部其它機(jī)器之間的工作協(xié)調(diào)關(guān)系，它通常由各種計(jì)算機(jī)和控制器組成。,第二節(jié) 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求、一般程序和方法,一、機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求,1功能
2、要求 工作可靠，有效地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。,4造型美觀和減少環(huán)境污染 外觀造型和色彩應(yīng)協(xié)調(diào)、大方，符合工業(yè)美學(xué)要求。減輕 噪音、廢氣、廢液對(duì)環(huán)境的污染。,2經(jīng)濟(jì)性要求 生產(chǎn)成本低、使用消耗小、維護(hù)費(fèi)用低。,3操作方便、勞動(dòng)保護(hù)要求,5其它要求 如大型機(jī)器應(yīng)便于起重、運(yùn)輸，食品機(jī)器應(yīng)能保持產(chǎn)品清 潔等。,,二、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序,作為一部完整的機(jī)器，它是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。要提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須有一個(gè)科學(xué)的設(shè)計(jì)程序。機(jī)械設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)新與借鑒相結(jié)合的過程，一般程序如下：,計(jì)劃階段研究和確定設(shè)計(jì)任務(wù),方案設(shè)計(jì)階段擬定總體設(shè)計(jì)方案,技術(shù)設(shè)計(jì)階段計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),技術(shù)文件編制階段,,試制、鑒定,產(chǎn)品定型
3、,三、設(shè)計(jì)方法,1內(nèi)插式設(shè)計(jì),2外推式設(shè)計(jì),3開發(fā)性設(shè)計(jì),第三節(jié) 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求、一般步驟 和設(shè)計(jì)計(jì)算方法,一、機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求,1選擇零件的類型和結(jié)構(gòu)。 2建立力學(xué)模型，進(jìn)行受力分析，確定名義載荷和計(jì)算載荷。 名義載荷根據(jù)額定功率或生產(chǎn)阻力用力學(xué)公式計(jì)算出作用在零件上的載荷， (如力F、功率P、轉(zhuǎn)矩T)。 名義載荷是機(jī)械在平穩(wěn)工作條件下作用在零件上的載荷，它沒有反映原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)間的實(shí)際載荷隨時(shí)間作用的不均勻性、載荷在零件上分布的不均勻性及其他影響零件受力情況等因素。 計(jì)算載荷載荷系數(shù)K與名義載荷的乘積。 Fca=KF，Pca=KP，Tca=KT 3分析零件可能出
4、現(xiàn)的失效形式，確定相應(yīng)的工作能力計(jì)算準(zhǔn)則。,4選用合適的材料、熱處理工藝或其它處理工藝。 5進(jìn)行零件的應(yīng)力和變形計(jì)算，按零件的工作能力計(jì)算準(zhǔn)則確定零件的主要尺寸，并對(duì)加以標(biāo)準(zhǔn)化或圓整。 6根據(jù)零件的主要尺寸和結(jié)構(gòu)、工藝要求等繪制零件工作圖和編寫計(jì)算說明書。,三、設(shè)計(jì)計(jì)算方法,設(shè)計(jì)計(jì)算：直接求出危險(xiǎn)截面尺寸A。,校核計(jì)算：其他方法初步設(shè)計(jì) 驗(yàn)算。,一、機(jī)械零件的主要失效形式,第四節(jié) 機(jī)械零件的主要失效形式及設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則,失效機(jī)械零件由于某種原因不能正常工作。,機(jī)械零件常見的失效形式有： 斷裂或塑性變形、過大的彈性變形、零件的表面破壞以及破壞正常工作條件引起的失效等。,二、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
5、準(zhǔn)則,機(jī)械零件的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則主要有：,工作能力在不發(fā)生失效的條件下，零件能安全工作的限度。,設(shè)計(jì)準(zhǔn)則機(jī)械零件工作能力的判定條件。,1、強(qiáng)度準(zhǔn)則,ca=lim/S,強(qiáng)度：零件抵抗斷裂、塑變、疲勞破壞的能力。,2、剛度準(zhǔn)則,4、 振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則,高速運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)應(yīng)注重此項(xiàng)準(zhǔn)則。,剛度：抵抗彈性變形的能力。,3、壽命準(zhǔn)則,實(shí)際使用壽命大于或等于預(yù)期壽命，LL。,共振：零件的固有頻率和激振源的激振頻率相重合或成整數(shù)倍關(guān)系時(shí)，零件將發(fā)生。 振動(dòng)穩(wěn)定性：在設(shè)計(jì)時(shí)要使機(jī)器中受激振作用的各零件的固有頻率與激振源的頻率錯(cuò)開，即,fP0.85f 或 fP1.15f,5散熱性準(zhǔn)則,tt,第五節(jié) 機(jī)械零件的常用
6、材料及其選擇原則,一、機(jī)械零件常用材料,二、機(jī)械零件材料選擇原則,1 金屬材料,鑄鐵：灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵,鋼： 低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、合金鋼、鑄鋼,2 非金屬材料 塑料、陶瓷、橡膠,1使用要求 零件的工況；對(duì)零件尺寸和質(zhì)量的限制；零件的重要程度 2工藝要求 毛坯制造；機(jī)械加工；熱處理 3經(jīng)濟(jì)性要求： 材料價(jià)格；加工批量和加工費(fèi)用；材料的利用率；局部品質(zhì)原則;替代（盡量用廉價(jià)材料來代替價(jià)格相對(duì)昂貴的稀有材料）。,,,,,,,,,,,第六節(jié) 機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化,1）選擇合理的毛坯種類 2）零件的結(jié)構(gòu)要合理簡單 3）規(guī)定合理的制造精度和表面粗糙度,一、工藝性,二、標(biāo)準(zhǔn)
7、化,標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)零件的尺寸、結(jié)構(gòu)要素、材料性能、檢驗(yàn)方法、設(shè)計(jì)方法、制圖要求等制定出各式各樣的標(biāo)準(zhǔn)，供大家共同遵守。 通用化最大限度地減少和合并產(chǎn)品的型式、尺寸和材料的品種，使零部件盡量在不同規(guī)格的同類產(chǎn)品乃至不同類產(chǎn)品上通用，以減少企業(yè)內(nèi)部的零部件種數(shù)，從而簡化生產(chǎn)管理并獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。 系列化將尺寸和結(jié)構(gòu)擬訂出一定數(shù)量的原始模型，然后根據(jù)需求，按照一定的規(guī)律優(yōu)化組合成產(chǎn)品系列。 標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化被統(tǒng)稱為“三化”。,第七節(jié) 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法簡介,標(biāo)準(zhǔn)化的意義：,與設(shè)計(jì)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn):,國際標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等 如： ISOGB JB、HBQB,標(biāo)準(zhǔn)化有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量，減輕設(shè)計(jì)工作量，便于零部件的互換和組織專業(yè)化的大生產(chǎn)，以降低生產(chǎn)成本。,一、設(shè)計(jì)方法學(xué),二、可靠性設(shè)計(jì),三、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,四、有限單元法,五、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),六、工業(yè)設(shè)計(jì),
機(jī)械及機(jī)械零件概述
